2.5焦耳定律 (可用)

第二章第5节一、电功1、定义：电场力(或电流)所做的功.问题：一段电路两端的电压为U,通过的电流为I,则在时间t内，电场力做功为多少？电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流I、电路两端的电压U、通电时间t三者的乘积．3、单位：焦(J)千瓦时(kW·h).1kW·h＝3.6×106J一、电功W=IUt2、公式:1、定义：电场力(或电流)所做的功.电功普适公式1、定义：单位时间内电流所做的功.表示电流做功的快慢．电流在一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积．3、单位：瓦(W)千瓦(kW)．1kW＝103W二、电功率P=W/t=IU2、公式:电功率普适公式白炽灯、电饭煲是如何利用电能的呢？问题：一段电路两端通过的电流为I,则在时间t内，这段电路发出的热量Q为多少？1、内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。三、焦耳定律Q=I2Rt2、公式:电能转化为内能的部分电热3、热功率P=Q/t=I2R问题：电功是否等于电热？电功：W=IUt电热：Q=I2Rt1．纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等电能全部转化为热能,电功等于电热2．非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的其他形式的能为目的,发热不是目的,而是难以避免的热能损失.例如电动机、电解槽、给蓄电池充电等电能一部分转化为热能,一部分转化为其它能电功大于电热QRtItRUUItW22其它WQW例题1、一个电动机，线圈电阻是0.4，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少?典例精析解法一:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热、转化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量守恒定律:P电＝P热+P机由焦耳定律:电动机的热功率为:P热＝I2R消耗的电功率为:P电＝IU因此电动机所做机械功的功率:P机＝P电－P热＝IU－I2R根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为:W＝P机t=(IU一I2R)t=(5×220-52×0.4)×60J=6.5×104J解法二:根据能量守恒定律得:IUt=I2Rt+W故电动机每分钟所做的机械功为:W=(IU-I2R)t=(5×220-52×0.4)×60J=6.5×104J例题2.右图为电动机提升重物的装置,电动机线圈的电阻为r=1Ω,电动机两端电压为5V,电路中的电流为1A,物体A重20N。忽略一切摩擦。(1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少?(2)电动机输入功率和输出功率各是多少?(3)10s内电动机可以把重物匀速提升多高?(4)这台电动机的机械效率是多少?解析:电动机工作时,其电路为非纯电阻电路,它从电源获取的功率一部分转化为线圈的热功率,另一部分转化为电动机的机械功率。(1)电动机线圈上消耗的热功率为P热=I2r=1W。(2)电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率,即P入=UI=5×1W=5W电动机的输出功率就是电动机对外做机械功的功率,根据P入=P出+P热得P出=P入-P热=5W-1W=4W。(3)设物体A的重力为G,t=10s内物体上升的高度为h,根据能量守恒定律得P出t=Ghh=𝑃出𝑡𝐺=4×1020m=2m。(4)这台电动机的机械效率为η=𝑃出𝑃入×100%=45×100%=80%。答案:(1)1W(2)5W4W(3)2m(4)80%一、电功W定义、公式：W=IUt单位：J、kW·h1kW·h=3.6×106J二、电功率P定义、公式：P=W/t=IU单位：W、kW对纯电阻电路:电功=电热电功率=热功率对非纯电阻电路:电功电热电功率热功率三、电热Q定义、公式：Q=I2Rt单位：J焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积．四、热功率P热定义、公式：P热=Q/t=I2R单位：W、kW生活不相信眼泪，惟有不停地奋斗，才能不断地完美。